Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ, содержащая , герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осе вого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления , отличающаяся тем, что, с целью повешения точности, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в камере так, что его концы выступают за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и с осевым каналом штока, и дифференцил ального насоса сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 6 01 М 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3344669/25-28 (22) 05. 10.81 (46) 07,06,83. Бюл. N 21 . (.72) О,Л,Толоконников, В.И,Степунин, В.Ф,Астапов и А,Г,Моисеев (71) Тульский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 620.172.214(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 353172, кл, G 01 И 3/02, 1971, . 2, Авторское свидетельство СССР

Н 351127, кл, G 01 и 3/10, 1966 (прототип) . (54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНОГО НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

ТРУБЧАТЫХ ОБРАЗЦОВ ИАТЕРИАЛОВ, содержащая. герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный, захваты для образца, измеритель осевого усилия, связанный с неподвиж„„SU„„1021982 A

Ф ным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, отличающаяся тем, что, с целью повешения точности, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен в камере так, что его концы выступают за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и с осевым каналом штока, и дифференциального насоса, сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов. 1 021)82

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность, в частности к устройствам для испытаний материалов при двухосном растяжении. в нормальных условиях и условиях высокого гидростатичес»

1кого давления.

Известна установка для высокоскоростного испытания. материалов, содержащая герметичную камеру, введенные в нее с помощью уплотнений захваты для размещаемой в камере рабочей части образца и средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой 11, Недостатком установки является низкая точность, обусловленная влиянием силы трения захватов в уплотнениях, а также изменением гидростатического давления в камере вследствие изменения находящегося в ней объема образца в процессе

его деформирования, Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов, содержащая герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления ° Нагружающий шток выполнен гладким и установлен так, что один его конец расположен за пределами камеры, а средства гидравлического нагружения -.ыполнены в аиде невзаимосвязанных источников, служащих для нагружения образца внутренним и внешним гидростатическим давлением, Недостатком установки является низкая точность, обусловленная зависимостью величины осевой нагрузки, действующей на образец, как от внутреннего, так и от внешнего давления вследствие того, что один из концов штока размещен в камере, а также непостоянством гидростатического давления в камере при реформировании образца вследствие изменения объема, занятого сжатой жидкостью, 5

10 !

55 Цель изобретения - повышение точности °

Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов, содержащей герметичную камеру, размещенные в ней неподвижный и подвижный захваты для образца, измеритель осевого усилия, связанный с неподвижным захватом, нагружающий шток с осевым каналом, соединенный с подвижным захватом, средства гидравлического нагружения, сообщенные с камерой и каналом штока, датчики деформации образца и измеритель давления, нагружающий шток выполнен ступенчатым с равными диаметрами на концах и радиальными каналами и установлен s камере так, что его концы выступают за ее пределы, а средства гидравлического нагружения выполнены в виде двух мультипликаторов, полости высокого давления которых сообщены соответственно с камерой и осевым каналом штока, и дифференциального насоса, сообщенного с полостями низкого давления мультипликаторов.

На фиг, 1 представлена установка, общий вид; на фиг, 2 - средства гидравлического нагружения.

Установка для исследования сложного напряженного состояния трубчатых образцов материалов содержит герметичную камеру 1, размещенные в ней неподвижный 2 и подвижный 3 захваты для образца 4, измеритель

5 осевого усилия, связанный с захватом 2, ступенчатый нагружающий шток

6 с осевым 7 и радиальными 8 каналами, который соединен с подвижным зах"атом 3 и установлен в камере 1 так, что его концы 9 и 10 равных диаметров выступают за ее пределы, тензометрические датчики 11 деформации образца 4, измеритель 12 давления, служащий для измерения разности давлений внутри и снаружи образца 4, средства гидравлического нагружения, выполненные в виде двух мультипликаторов 13 и 14, полости

15 и 16 высокого давления которых сообщены соответственно с камерой

1 и осевым каналом 7 штока 6, и дифференциального насоса 1, сообщенного с полостями 17 и 18 низкого давления мультипликаторов 13 и 14, узел 19 управления, узел 20 низкого давления, привод 21 дифференциаль21 82

3 10 ного насоса 15 и ра-зрывной машины (не показана), траверса 22 которой взаимодействует со штоком 6, и кла- пан 23 одностороннего действия, установленный в камере 1..

Установка работает следующим образом.

Перед началом испытаний собирается капсула-, содержащая шток 6 с закрепленным на. нем образцом 4 измерител.ь 5- осевого усилия, измеритель .12 давления и клапан 23. Капсула вводится через крышку 1, не показана ) в камеру l, При испытании образца 4 в условиях гидростатического давления в камере 1 создается предварительное давление мультипликатором 14..При этом рабочая жидкость через клапан 23 заполняет полость внутри образца 4 и через радиальные 8 и осевой 7 каналы штока поступает в полость.15 мультипликатора 13,, отводя его поршень в исходное положение. После создания всестороннега давления производят на1 гружение образца 4 внутренним избыточным давлением от мультипликатора

13 и осевой силой R через шток 6 от траверсы 22 разрывной машины, Величина избыточного давления определяется жесткостью образца 4 и не зависит от гидростатического давления, которое .сохраняется постоянным при раздаче образца 4 под действием избыточного давления благода5: ря тому, что камера 1, клапан 23, внутренняя полость образца 4, осевой

7 и радиальные 8 каналы штока 6, мультипликатор 13, дифференциальный насос 15 и мультипликатор 14 образуют замкнутую гидравлическую систему, и поршни мультипликаторов 13 и 14 синхронно перемещаются во взаимо " противоположных .направлениях при деформации образца 4, Осевая деформация образца 4 под действием усилий разрывной машины также не нарушает постоянства гидростатического давле"ния, так как перемещение штока 6 не вызывает изменения объема предварительно сжатой жидкости благодаря равенству диаметров концов 9 и 10 штока 6 Таким образом, гидростатическое давление не зависит от избыточного давления внутри образца 4 и осевой силы, сохраняя заданный уровень в ходе всего эксперимента, Изобретение позволяет повысить точность проведения испытаний эа счет обеспечения постоянства гидростатического давления, 1021982

1021982 .

Составитель В.Тальвоиа

Редактор Н,Джуган Техред И.Коштура Корректор lO,Èàêàðåíêo

Заказ 4026/32 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 .Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул, Проектная, 4